Подпишитесь на оповещения
от Газеты.Ru
Дополнительно подписаться
на сообщения раздела СПОРТ
Отклонить
Подписаться
Получать сообщения
раздела Спорт

Чини что есть мочи

Ученые предложили делать пластик из мочи астронавтов

Кадр из видео Reactions/YouTube.com

Генно-модифицированные дрожжи помогут астронавтам делать запчасти из своей мочи. Ученые предложили способ переработки отходов жизнедеятельности в полезные продукты.

Небольшие организмы в скором времени смогут превращать жидкие выделения космонавтов в полезные субстанции, из которых те смогут изготавливать инструменты. Это должно пригодиться астронавтам будущего при многомесячных полетах к Марсу и во время других длительных экспедиций.

Реклама

Во время таких экспедиций астронавты ограничены в выборе инструментов и различных запчастей, которые могут брать с собою, поскольку каждый лишний килограмм массы значительно удорожает запуск и усложняет отрыв корабля от околоземной орбиты. «Если астронавты собираются совершить путешествие, которое продлится несколько лет, мы должны найти способ перерабатывать и повторно использовать все, что они берут с собой, — считает Марк Бленнер, который представит новые решения в области переработки космических отходов жизнедеятельности на 254-й конференции Американского химического общества. – И экономия атомов становится действительно важной».

Решение проблемы лежит в самих астронавтах, которые постоянно производят мусор, отходы, выдыхают обогащенный углекислым газом воздух. В отличие от оставшихся на Земле людей, астронавты не должны будут выбрасывать в космическое пространство все свои отходы. Команда Бленнера работает над тем, чтобы научиться повторно использовать нужные молекулы и превращать их в продукты, необходимые для жизни и работы –

например, в питательные вещества и пластик.

Такая задача оказалась под силу штамму дрожжей Yarrowia lipolytica, которые могут перерабатывать мочу. Генетически модифицировав штамм этих дрожжей, ученые заставили их производить жирные кислоты омега-3.

Эти вещества сохраняют свою структуру не дольше пары лет, говорит Бленнер, сотрудник Университета Клемсона. «Создать биологическую систему, которую астронавты могут привести в действие из «спящего состояния», чтобы производить необходимые продукты, — цель нашего проекта», — пояснил он.

Дрожжам Yarrowia lipolytica для роста необходимы азот и углекислый газ. В ходе исследований команда Бленнера обнаружила, что эти дрожжи способны получать азот из мочевины, которая содержится в необработанной моче.

А углекислый газ они могут добывать из выдыхаемого астронавтами воздуха или теоретически — из марсианской атмосферы.

Однако для усвоения углекислого газа дрожжам необходим «агент», способный перерабатывать углерод в необходимую форму. Для этих целей могут пригодиться особые цианобактерии или водоросли, подобранные учеными.

Жирные кислоты омега-3 необходимы человеку для нормального функционирования кровеносной системы, нервной и эндокринной систем, мозга и зрения и синтеза гормонов, поэтому они необходимы в многомесячных полетах в космос.

Другой же генно-модифицированный штамм дрожжей оказался способен производить мономеры и связывать их в длинные молекулы полиэстера. Его полимеры в дальнейшем могут стать сырьем для 3D-принтера,

на котором можно буквально печатать необходимые в космическом полете инструменты и запасные части из пластика.

Эти штаммы привлекли особое внимание ученых. В настоящее время они продолжают эксперименты с целью расширить диапазон получаемых с их помощью полимеров, которые будут обладать разными свойствами.

Пока генно-модифицированные штаммы могут производить весьма ограниченное количество питательных веществ и молекул полиэстеров, но ученые работают над увеличением эффективности. Кроме того, этот процесс может найти применение в земных условиях, например в разведении рыбы и производстве питательных смесей. Так, при разведении рыбы в искусственной среде необходимо использование жирных кислот омега-3, которые могут быть получены с помощью дрожжей.

В этом же направлении работают и другие научные группы. Так, американская химическая компания DuPont уже использует дрожжи для производства кислот омега-3 в аквакультуре, но их дрожжи питаются рафинированным сахаром, а не человеческими отходами, говорит Бленнер. «Мы выяснили, что Y. Lipolytica несколько отличается от других дрожжей по своей генетике и биохимической природе, — пояснил ученый. — Каждый новый организм имеет свои особенности, на которых надо сосредоточиться и лучше понять».

Что касается МКС, то на станции уже испытаны и используются системы сбора и переработки мочи в питьевую воду. В будущем неиспользуемые субстанции, такие как мочевина, могут стать пищей для дрожжей. В планах ученых испытать описанный способ на МКС в ближайшие два года.